Which organelle carries out the first steps in the oxidation of very-long-chain fatty acids and contains catalase to destroy the hydrogen peroxide made by its oxidases?

Peroxisome, a single-membrane organelle that imports its folded enzymes

Mitochondrion, the main site of β-oxidation of most dietary fatty acids

Lysosome, which digests lipids with acid hydrolases at a pH near 5

Smooth endoplasmic reticulum, the main site of membrane lipid synthesis

A rat liver homogenate is centrifuged in steps at 1,000 g for 10 min, 20,000 g for 20 min and 100,000 g for 60 min, collecting the pellet after each step. In which fraction is glucose 6-phosphatase activity most enriched?

The 100,000 g pellet, which contains microsomes formed from the ER

The 1,000 g pellet, which contains nuclei and unbroken cells

The 20,000 g pellet, which contains mitochondria, lysosomes and peroxisomes

The final supernatant, which contains the soluble cytosolic proteins

The 100,000 g pellet, which contains microsomes formed from the ER

Cultured fibroblasts from a child secrete many different lysosomal acid hydrolases into the medium, while their lysosomes fill with undigested material. Which single defect best explains this?

Loss of the cis-Golgi phosphotransferase that starts the mannose 6-phosphate tag on lysosomal enzymes

Loss of the lysosomal V-type H⁺-ATPase, so the lumen is not acidified and the hydrolases cannot work

Loss of the cis-Golgi phosphotransferase that starts the mannose 6-phosphate tag on lysosomal enzymes

Loss of the SRP receptor, so lysosomal enzymes are made on free ribosomes and stay in the cytosol

Loss of one lysosomal hydrolase, so that its own particular substrate builds up inside lysosomes

In a healthy cell, phosphatidylserine is confined almost entirely to the cytosolic leaflet of the plasma membrane. What does its appearance on the outer leaflet usually signal?

The cell is undergoing apoptosis and should be engulfed by phagocytes

The cell is preparing to divide and is adding new membrane to its surface

Cholesterol has been removed from the membrane, so the leaflets have mixed

The cell is undergoing apoptosis and should be engulfed by phagocytes

A hormone has bound and activated a receptor tyrosine kinase on the cell

Which of the following statements about transport across the plasma membrane are correct?

GLUT1 of erythrocytes shows saturation with a characteristic Km but cannot move glucose against its concentration gradient

The Na⁺/K⁺-ATPase moves 3 Na⁺ out and 2 K⁺ in for each ATP hydrolysed, so it is electrogenic

GLUT1 of erythrocytes shows saturation with a characteristic Km but cannot move glucose against its concentration gradient

The intestinal Na⁺–glucose symporter SGLT1 hydrolyses ATP directly to pump glucose into the epithelial cell

The Na⁺/K⁺-ATPase moves 3 Na⁺ out and 2 K⁺ in for each ATP hydrolysed, so it is electrogenic

Ion channels saturate like carriers and move ions more slowly than carriers move their solutes

The hydropathy plot of a newly cloned plasma-membrane protein shows seven peaks, each a run of about 20 consecutive hydrophobic residues. What is the most likely structure of the protein?

An integral protein with seven membrane-spanning α-helices, like a GPCR

A peripheral protein held on the surface by ionic bonds to the lipid head groups

A β-barrel porin whose short alternating polar and nonpolar strands line a pore

A soluble cytosolic enzyme whose hydrophobic core contains seven buried segments

An integral protein with seven membrane-spanning α-helices, like a GPCR

A normally cytosolic protein is engineered to carry an N-terminal ER signal sequence and the C-terminal sequence Lys-Asp-Glu-Leu (KDEL). Where will most of the protein be found at steady state?

In the ER lumen, since KDEL receptors return escaped copies from the Golgi by COPI

Secreted into the medium, since proteins entering the ER follow the default pathway

In the mitochondrial matrix, since the N-terminal signal also acts as a presequence

In the ER lumen, since KDEL receptors return escaped copies from the Golgi by COPI

In the cytosol, since a protein that normally folds there cannot use a signal sequence

Which of the following statements about the ubiquitin–proteasome pathway are correct?

Proteins tagged with Lys48-linked polyubiquitin are unfolded and degraded by the 26S proteasome in an ATP-dependent process

E3 ubiquitin ligases recognise particular substrates and so give the system its specificity

The proteasome degrades ubiquitinated proteins inside the lysosomal lumen at acidic pH

Proteins tagged with Lys48-linked polyubiquitin are unfolded and degraded by the 26S proteasome in an ATP-dependent process

Ubiquitin is attached through its N-terminal methionine to aspartate side chains of the target protein

E3 ubiquitin ligases recognise particular substrates and so give the system its specificity

Proteins with a nuclear localisation signal accumulate in the nucleus even though nuclear pores are aqueous channels open in both directions. What makes the import directional?

A Ran-GTP gradient, high in the nucleus where its exchange factor binds chromatin, makes importins release cargo only inside

The localisation signal is cut off inside the nucleus, so the imported protein can no longer bind the export machinery

Pore proteins hydrolyse ATP and pump each cargo inward through the central channel against its concentration gradient

The signal recognition particle binds the localisation signal in the cytosol and then docks only on the nuclear face of the pore

Which of the following statements about toxins are correct?

Cholera toxin ADP-ribosylates Gsα and blocks its GTPase, so adenylyl cyclase stays active in intestinal cells

Botulinum toxin is a protease that cleaves SNARE proteins and so stops acetylcholine release

Cholera toxin ADP-ribosylates Gsα and blocks its GTPase, so adenylyl cyclase stays active in intestinal cells

α-Bungarotoxin blocks voltage-gated Na⁺ channels along the axon and so prevents action potentials

Ouabain activates the Na⁺/K⁺-ATPase and so hyperpolarises heart muscle cells

Botulinum toxin is a protease that cleaves SNARE proteins and so stops acetylcholine release

In a bacterial two-component system, the sensor kinase autophosphorylates on a conserved histidine when it detects its stimulus and then transfers the phosphoryl group to a conserved aspartate in the receiver domain of the response regulator. If that aspartate is replaced by asparagine, what is expected?

The sensor still autophosphorylates, but the regulator cannot accept the phosphate, so the response is lost

The sensor can no longer autophosphorylate, because its histidine needs that aspartate as a catalytic partner

The sensor still autophosphorylates, but the regulator cannot accept the phosphate, so the response is lost

The regulator is phosphorylated on a nearby serine instead, so the response continues at a lower rate

The regulator becomes permanently active, so its target genes are expressed even without the stimulus

A hormone acting through a Gq-coupled receptor raises cytosolic Ca²⁺ within seconds. Which sequence explains this?

Gq activates phospholipase Cβ, and IP₃ then opens Ca²⁺ channels in the ER membrane

Gq activates adenylyl cyclase, and cAMP then opens Ca²⁺ channels in the plasma membrane

Gq activates phospholipase Cβ, and diacylglycerol then opens Ca²⁺ channels in the ER membrane

Gq activates a receptor tyrosine kinase, whose phosphotyrosines then release bound Ca²⁺

Gq activates phospholipase Cβ, and IP₃ then opens Ca²⁺ channels in the ER membrane

Which of the following statements about hormones and neurotransmitters are correct?

Steroid hormones such as cortisol cross the plasma membrane and bind intracellular receptors that act as transcription factors

GABA acting on GABA_A receptors opens Cl⁻ channels and usually inhibits the postsynaptic neuron

The insulin receptor is a G protein-coupled receptor that activates adenylyl cyclase through Gs

Steroid hormones such as cortisol cross the plasma membrane and bind intracellular receptors that act as transcription factors

GABA acting on GABA_A receptors opens Cl⁻ channels and usually inhibits the postsynaptic neuron

Acetylcholine's action at the neuromuscular junction ends mainly by reuptake of intact acetylcholine into the nerve terminal

Tetrodotoxin applied to an isolated nerve abolishes action potentials within minutes but leaves the resting potential almost unchanged. Ouabain applied to the same nerve leaves action potentials intact at first, but the resting potential declines slowly over hours. Which explanation fits both observations?

Tetrodotoxin blocks the voltage-gated Na⁺ channels of the upstroke; ouabain stops the pump, so ion gradients run down slowly

Tetrodotoxin blocks the K⁺ leak channels, while ouabain blocks the voltage-gated Na⁺ channels that set the resting potential

Both inhibit the Na⁺/K⁺-ATPase, but tetrodotoxin acts faster because it is a much smaller molecule that diffuses in quickly

Tetrodotoxin blocks the voltage-gated Na⁺ channels of the upstroke; ouabain stops the pump, so ion gradients run down slowly

Tetrodotoxin stops acetylcholine release from the nerve terminal, while ouabain blocks the nicotinic receptors on the axon

कोशिका संरचना व कार्य: कोशिकांग, झिल्लियाँ, परिवहन, प्रोटीन लक्ष्यीकरण, संकेतन तथा आयन चैनल

यह अध्याय जीवन विज्ञान (XL) पेपर के पाँच वैकल्पिक खंडों में से एक, XL1 जैव रसायन, के खंड XL1.5 का उत्तर देता है: “कोशिका संरचना व कोशिकांग; जैविक झिल्लियाँ; झिल्लियों के पार परिवहन; झिल्ली संयोजन, प्रोटीन लक्ष्यीकरण व अपघटन; जैव-संकेतन; ग्राही-लिगैंड अन्योन्यक्रिया; द्वि-घटक तंत्र, हॉर्मोन व तंत्रिकासंचारी; आविष व आयन चैनल।” यह पढ़ाता है कि प्रत्येक कोशिकांग क्या करता है और कोशिकांगों को कैसे अलग किया जाता है, झिल्लियों की संरचना व विलेयों के उन्हें पार करने के तरीके, झिल्लियाँ व उनके प्रोटीन कैसे बनते, छाँटे व नष्ट किए जाते हैं, कोशिकाएँ जीवाणुओं के द्वि-घटक तंत्रों से लेकर हॉर्मोनों व सिनैप्सों तक संकेत कैसे ग्रहण करतीं व आगे बढ़ाती हैं, तथा आयन चैनल झिल्ली विभव कैसे तय करते हैं और आविष उन पर कैसे आक्रमण करते हैं। संख्यात्मक प्रश्न नर्न्स्ट व गोल्डमैन विभव, किसी आयन को झिल्ली के पार ले जाने की मुक्त ऊर्जा, तथा प्रतिस्पर्धी प्रतिपक्षी सहित व रहित Kd से ग्राही-अधिभोग पर हैं।

1. कोशिका संरचना व कोशिकांग

प्रोकैरियोट (जीवाणु व आर्किया) में केंद्रक या झिल्ली-बद्ध कोशिकांग नहीं होते: केंद्रकाभ, 70S राइबोसोम और प्रायः कोशिका-भित्ति होती है। यूकैरियोटी कोशिकाएँ बड़ी व कोष्ठों में बँटी होती हैं, जिनमें 80S कोशिकाद्रव्यी राइबोसोम, अंतःझिल्ली तंत्र व कोशिकाकंकाल होते हैं। कोष्ठ असंगत प्रक्रियाओं को साथ-साथ चलने देते हैं, जैसे लयनकायों में अम्लीय जल-अपघटन व परॉक्सीसोमों में परॉक्साइड बनाने वाले ऑक्सीकरण, और किसी मार्ग के एंज़ाइमों को सांद्रित करते हैं।

यूकैरियोटी कोशिकांग
कोशिकांग	मुख्य कार्य	परीक्षा-बिंदु
केंद्रक (छिद्रयुक्त दोहरी झिल्ली; केंद्रिका)	प्रतिकृतिकरण, अनुलेखन, RNA प्रसंस्करण; केंद्रिका में राइबोसोम संयोजन	छिद्रों से आवागमन को संकेत चाहिए
खुरदरा ER	स्रावी, झिल्ली व लयनकाय प्रोटीनों का संश्लेषण; N-ग्लाइकोसिलन; वलन	गलत वलित प्रोटीन कोशिकाद्रव्य में भेजकर अपघटित किए जाते हैं
चिकना ER	लिपिड व स्टेरॉयड संश्लेषण; साइटोक्रोम P450 द्वारा विषहरण; Ca²⁺ भंडार	ग्लूकोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेटेज़ ER का चिह्नक एंज़ाइम है
गॉल्जी उपकरण (सिस से ट्रांस कुंडिकाएँ)	N-ग्लाइकनों का रूपांतरण, O-ग्लाइकन जोड़ना, प्रोटीन छाँटना; लयनकाय एंज़ाइमों पर मैनोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेट चिह्न	चिह्न न लगने से I-कोशिका रोग
लयनकाय (गुहा pH 5 के निकट)	अम्ल हाइड्रोलेज़ अंतर्ग्रहित व स्वभक्षी सामग्री पचाते हैं	संचय रोग, जैसे टे–सैक्स (हेक्सोसैमिनिडेज़ A)
परॉक्सीसोम	ऑक्सीडेज़ H₂O₂ बनाते हैं जिसे कैटालेज़ नष्ट करता है; अति-दीर्घ-शृंखला वसा-अम्ल ऑक्सीकरण के आरंभिक चरण	ज़ेलवेगर संलक्षण: परॉक्सीसोम में आयात विफल
माइटोकॉन्ड्रियॉन (बाह्य झिल्ली, वलित आंतरिक झिल्ली, आधात्री)	सिट्रिक अम्ल चक्र, β-ऑक्सीकरण, ऑक्सीकारी फ़ॉस्फ़ोरिलन; ऐपोप्टोसिस में साइटोक्रोम c मुक्ति	अपना वृत्ताकार DNA व जीवाणु-सदृश राइबोसोम: अंतःसहजीवी उत्पत्ति, हरितलवक के समान
कोशिकाकंकाल	ऐक्टिन तंतु (लगभग 7 nm), ट्यूबुलिन सूक्ष्मनलिकाएँ (लगभग 25 nm) व मध्यवर्ती तंतु (लगभग 10 nm) आकृति, गति तथा काइनेसिन, डाइनीन व मायोसिन हेतु पथ देते हैं	कॉल्चिसीन सूक्ष्मनलिका संयोजन रोकता है; टैक्सॉल सूक्ष्मनलिकाओं को स्थिर करता है

कोशिकांगों को समांगी मिश्रण के बढ़ते g-बल पर अवकलन अपकेंद्रण से अलग किया जाता है: पहले केंद्रक नीचे बैठते हैं, फिर माइटोकॉन्ड्रिया, लयनकाय व परॉक्सीसोम, फिर माइक्रोसोम (ER व गॉल्जी से बनी पुटिकाएँ), और कोशिकाद्रव्य ऊपरी द्रव में रह जाता है। चिह्नक एंज़ाइम प्रत्येक अंश पहचानते हैं: ER हेतु ग्लूकोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेटेज़, माइटोकॉन्ड्रिया हेतु सक्सिनेट डिहाइड्रोजिनेज़, लयनकाय हेतु अम्ल फ़ॉस्फ़ेटेज़, परॉक्सीसोम हेतु कैटालेज़ व कोशिकाद्रव्य हेतु लैक्टेट डिहाइड्रोजिनेज़।

2. जैविक झिल्लियाँ

तरल मोज़ेक मॉडल (सिंगर व निकोल्सन, 1972) लिपिड द्विस्तर में तैरते प्रोटीनों का चित्र देता है। लिपिड व प्रोटीन एक परत के भीतर पार्श्विक रूप से तेज़ी से विसरित होते हैं (प्रकाश-विरंजन के बाद प्रतिदीप्ति-पुनःप्राप्ति से मापा जाता है), पर अनुप्रस्थ पलटाव (flip-flop) उत्प्रेरण के बिना बहुत धीमा है। दोनों परतें भिन्न हैं: फ़ॉस्फ़ेटिडिलकोलीन, स्फ़िंगोमायलिन व ग्लाइकोलिपिड बाहर की ओर, जबकि फ़ॉस्फ़ेटिडिलसेरीन व फ़ॉस्फ़ेटिडिलएथेनॉलऐमीन कोशिकाद्रव्य की ओर होते हैं। ATP-चालित फ़्लिपेज़ फ़ॉस्फ़ेटिडिलसेरीन को भीतर रखते हैं; ऐपोप्टोसिस में स्क्रैम्बलेज़ इसे बाहर लाते हैं, जो कोशिका को भक्षकाणुओं द्वारा हटाने हेतु चिह्नित करता है। असंतृप्त व छोटे वसा-अम्लों से तरलता बढ़ती है; कोलेस्ट्रॉल इसे संतुलित करता है, तरल झिल्लियों को कड़ा करता और ठंडी झिल्लियों को जमने से रोकता है, और ठंड में उगाए जीवाणु अधिक असंतृप्त वसा-अम्ल बनाते हैं (समश्यानता अनुकूलन)। कोलेस्ट्रॉल व स्फ़िंगोलिपिड-समृद्ध राफ़्ट संकेतन प्रोटीनों को एकत्र करते हैं।

समाकल प्रोटीन द्विस्तर के आर-पार होते हैं, प्रायः लगभग 20 जलविरागी अवशेषों के α-हेलिक्सों के रूप में (20 × 0.15 nm = 3 nm, जलविरागी क्रोड की मोटाई), जो जलविरागिता आलेख (hydropathy plot) में शिखरों के रूप में दिखते हैं; जीवाणु, माइटोकॉन्ड्रिया व हरितलवक की बाह्य झिल्लियों के β-बैरल पोरिन एकांतर ध्रुवीय व अध्रुवीय अवशेषों के छोटे रज्जुक प्रयोग करते हैं जिन्हें ऐसे आलेख नहीं पकड़ते। इन्हें निकालने हेतु अपमार्जक चाहिए।
परिधीय प्रोटीन शीर्ष-समूहों या अन्य प्रोटीनों से स्थिरवैद्युत रूप से जुड़ते हैं और उच्च लवण या pH परिवर्तन से मुक्त हो जाते हैं।
लिपिड-लंगरित प्रोटीन बाहरी सतह पर GPI लंगर, या कोशिकाद्रव्यी सतह पर मिरिस्टॉयल, पामिटॉयल या प्रीनिल समूह रखते हैं।

3. झिल्लियों के पार परिवहन

एक मोल विलेय को कोशिका में ले जाने की मुक्त ऊर्जा ΔG = RT ln(C_in/C_out) + zFΔψ है, जहाँ Δψ = ψ_in − ψ_out। हल किया गया उदाहरण: 310 K पर भीतर 12 mM, बाहर 145 mM व Δψ = −70 mV के साथ कोशिका में प्रवेश करते Na⁺ के लिए RT ln(12/145) = −6.42 kJ mol⁻¹ व zFΔψ = 96485 × (−0.070) = −6.75 kJ mol⁻¹, कुल −13.2 kJ mol⁻¹। दोनों पद प्रवेश के अनुकूल हैं, और यही संचित ऊर्जा द्वितीयक सक्रिय परिवहन चलाती है।

परिवहन के प्रकार
प्रकार	ऊर्जा व बलगतिकी	उदाहरण
सरल विसरण	प्रवणता के अनुदिश; दर प्रवणता व लिपिड-विलेयता के अनुपात में; असंतृप्य	O₂, CO₂, स्टेरॉयड हॉर्मोन
सुसाध्य विसरण (यूनिपोर्टर)	प्रवणता के अनुदिश; संतृप्य, Km सहित; विशिष्ट	लाल रक्त कोशिकाओं का GLUT1 ग्लूकोज़ वाहक
आयन चैनल	विद्युत-रासायनिक प्रवणता के अनुदिश; द्वारित; प्रति सेकंड 10⁷–10⁸ आयन तक, वाहकों से कहीं तेज़	K⁺ व वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनल; जल हेतु ऐक्वापोरिन
प्राथमिक सक्रिय परिवहन	ऊर्ध्वमुखी, ATP-चालित	P-प्रकार Na⁺/K⁺-ATPase (प्रति ATP 3 Na⁺ बाहर, 2 K⁺ भीतर, फ़ॉस्फ़ो-Asp मध्यवर्ती) व SERCA Ca²⁺ पंप; लयनकायों के V-प्रकार H⁺ पंप; बहु-औषध पंप MDR1 जैसे ABC वाहक
द्वितीयक सक्रिय परिवहन	एक विलेय हेतु ऊर्ध्वमुखी, प्रवणता के अनुदिश चलते आयन से चालित	आंत्र का Na⁺–ग्लूकोज़ सिमपोर्टर SGLT1 (प्रति ग्लूकोज़ 2 Na⁺); Na⁺/Ca²⁺ विनिमयक; E. coli का लैक्टोज़ परमिएज़ (H⁺ सिमपोर्ट)

⚠️ परीक्षा जाल

Na⁺/K⁺-ATPase विद्युतजनक है (प्रति चक्र एक शुद्ध धनावेश बाहर), पर प्रत्यक्ष रूप से केवल कुछ मिलीवोल्ट का योगदान देता है; विश्राम विभव मुख्यतः पंप द्वारा बनाई प्रवणता के अनुदिश K⁺ के बाहर रिसने से आता है। सिस्टिक फ़ाइब्रोसिस में उत्परिवर्तित CFTR, ABC कुल का होते हुए भी Cl⁻ चैनल के रूप में कार्य करता है।

4. झिल्ली संयोजन, प्रोटीन लक्ष्यीकरण व अपघटन

झिल्लियाँ केवल पहले से उपस्थित झिल्लियों से ही बढ़ती हैं। फ़ॉस्फ़ोलिपिड चिकने ER की कोशिकाद्रव्यी सतह पर बनते हैं, फ़्लिपेज़ व स्क्रैम्बलेज़ द्वारा दूसरी परत में पहुँचाए जाते हैं, और पुटिकाओं व लिपिड-स्थानांतरण प्रोटीनों द्वारा अन्यत्र भेजे जाते हैं। प्रोटीन अपना पता अपने अनुक्रम में रखते हैं (ब्लोबेल की संकेत परिकल्पना)। स्रावी मार्ग हेतु लगभग 10–15 जलविरागी अवशेषों के क्रोड वाला N-सिरा संकेत अनुक्रम राइबोसोम से निकलता है, संकेत अभिज्ञान कण (SRP) उससे जुड़कर अनुवाद रोकता है, SRP ग्राही राइबोसोम को ER पर टिकाता है, और शृंखला Sec61 ट्रांसलोकॉन से पिरोई जाती है; संकेत पेप्टिडेज़ संकेत को हटाता है। इसके स्थान पर कोई जलविरागी स्टॉप-ट्रांसफ़र खंड प्रोटीन को झिल्ली के आर-पार छोड़ देता है, और ER की गुहा कोशिका का बाहरी भाग बनती है, अतः झिल्ली-स्थलाकृति बनी रहती है। COPII पुटिकाएँ ER से गॉल्जी तक माल ले जाती हैं, COPI पुटिकाएँ भटके ER प्रोटीनों को लौटाती हैं व गॉल्जी के भीतर माल ढोती हैं, और क्लैथ्रिन पुटिकाएँ अंतर्ग्रहण व ट्रांस-गॉल्जी से एंडोसोम तक आवागमन सँभालती हैं; Rab GTPase तथा युग्मित v-SNARE व t-SNARE प्रत्येक पुटिका को सही लक्ष्य से संलयित कराते हैं। अन्य संकेतों के बिना ER में प्रवेश करने वाला प्रोटीन स्रावित हो जाता है।

छँटाई संकेत
गंतव्य	संकेत	तंत्र
ER गुहा (निवासी)	संकेत अनुक्रम व C-सिरे पर Lys-Asp-Glu-Leu (KDEL)	KDEL ग्राही भटके प्रोटीनों को COPI से लौटाता है
लयनकाय	N-ग्लाइकनों पर मैनोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेट	सिस-गॉल्जी में GlcNAc फ़ॉस्फ़ोट्रांसफ़रेज़; ट्रांस-गॉल्जी में M6P ग्राही; क्लैथ्रिन पुटिकाएँ
माइटोकॉन्ड्रियल आधात्री	क्षारीय अवशेषों वाला N-सिरा उभयरागी हेलिक्स, आयात के बाद कटता है	TOM व TIM संकुल; झिल्ली विभव तथा ATP सहित आधात्री Hsp70 चाहिए
केंद्रक	आंतरिक क्षारीय NLS, जैसे SV40 बृहत T प्रतिजन का Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val; कटता नहीं	केंद्रक छिद्रों से इम्पोर्टिन; Ran-GTP प्रवणता दिशा देती है
परॉक्सीसोम	C-सिरे पर Ser-Lys-Leu	Pex ग्राही; वलित प्रोटीन आयात होते हैं

अपघटन प्रोटीनों का संतुलन बनाए रखता और क्षतिग्रस्त प्रोटीनों को हटाता है। यूबिक्विटिन–प्रोटिएसोम मार्ग में यूबिक्विटिन (76 अवशेष) अपने C-सिरे के Gly से लक्ष्य की Lys पार्श्व-शृंखलाओं से E1 (सक्रियक, ATP प्रयोग करता है), E2 (संयुग्मक) व E3 (लाइगेज़, जो क्रियाधार चुनता है) द्वारा जुड़ता है। Lys48 से जुड़ी शृंखलाएँ प्रोटीन को 26S प्रोटिएसोम तक भेजती हैं, जो भीतर प्रोटिएज़-स्थलों वाला 20S बेलन है और जिस पर 19S टोपियाँ लगी हैं जो ATP से क्रियाधार को पहचानतीं, खोलतीं व भीतर डालती हैं। साइक्लिन, p53 व गलत वलित ER प्रोटीन इसी मार्ग से जाते हैं, और प्रोटिएसोम संदमक बोर्टेज़ोमिब मल्टिपल मायलोमा के उपचार में प्रयुक्त होता है। लयनकाय अंतर्ग्रहित प्रोटीनों को और स्वभक्षण द्वारा पूरे कोशिकांगों को अपघटित करते हैं।

5. जैव-संकेतन व ग्राही–लिगैंड अन्योन्यक्रिया

संकेतन तंत्रों के चार साझा लक्षण हैं: विशिष्टता (ग्राही–लिगैंड पूरकता), प्रवर्धन (एक ग्राही अनेक G प्रोटीनों को और प्रत्येक एंज़ाइम अनेक उत्पादों को सक्रिय करता है), असंवेदीकरण (संकेत बने रहने पर भी प्रतिक्रिया का घटना) तथा अनेक निवेशों का समाकलन।

ग्राही वर्ग
वर्ग	संकेतन विधि	उदाहरण
G प्रोटीन-युग्मित ग्राही (सात पार-झिल्ली हेलिक्स)	लिगैंड Gα से GDP के बदले GTP लगवाता है। Gs ऐडिनिलिल साइक्लेज़ को सक्रिय करता है (cAMP, प्रोटीन काइनेज़ A); Gi उसे संदमित करता है; Gq फ़ॉस्फ़ोलाइपेज़ Cβ को सक्रिय करता है, जिसका IP₃ ER से Ca²⁺ मुक्त करता है और डाइऐसिलग्लिसरॉल प्रोटीन काइनेज़ C को सक्रिय करता है	β-ऐड्रिनर्जिक ग्राही, रोडॉप्सिन
ग्राही टायरोसीन काइनेज़	लिगैंड-प्रेरित द्वितयन व स्व-फ़ॉस्फ़ोरिलन; फ़ॉस्फ़ोटायरोसीन SH2-डोमेन प्रोटीनों को बुलाते हैं, जिससे Ras–MAP काइनेज़ व PI3-काइनेज़–Akt मार्ग चलते हैं	इंसुलिन व EGF ग्राही
ग्वानिलिल साइक्लेज़	cGMP बनाता है, जो प्रोटीन काइनेज़ G को सक्रिय करता है	नैट्रियूरेटिक पेप्टाइड ग्राही; NO से सक्रिय विलेय एंज़ाइम
लिगैंड-द्वारित आयन चैनल	बंधन से छिद्र खुलता है	निकोटिनी ऐसीटिलकोलीन ग्राही, GABA_A ग्राही
केंद्रकीय ग्राही	लिगैंड-सक्रियित अनुलेखन कारक	स्टेरॉयड, थायरॉइड हॉर्मोन व विटामिन D ग्राही

संकेत Gα की GTPase सक्रियता, फ़ॉस्फ़ोडाइएस्टरेज़ों (कैफ़ीन cAMP एंज़ाइम को संदमित करता है; सिल्डेनाफ़िल cGMP-विशिष्ट PDE5 को), फ़ॉस्फ़ेटेज़ों, तथा ग्राही काइनेज़ों व β-अरेस्टिन द्वारा बंद होते हैं, जो GPCR को असंवेदी बनाते हैं। ग्राही–लिगैंड बंधन R + L ⇌ RL का पालन करता है, जहाँ Kd = [R][L]/[RL], अतः अधिग्रहीत ग्राहियों का अंश θ = [L]/(Kd + [L]) है, जहाँ [L] मुक्त लिगैंड है: [L] = Kd पर 50%, 4Kd पर 80%, 9Kd पर 90%। बद्ध/मुक्त बनाम बद्ध का स्कैचर्ड आलेख −1/Kd ढाल की रेखा है जिसका x-अंतःखंड कुल ग्राही संख्या, Bmax, है। प्रतिस्पर्धी प्रतिपक्षी आभासी Kd को (1 + [I]/Ki) से गुणा कर देता है: Kd = 1 nM व 4 nM ऐगोनिस्ट पर अधिभोग 80% है, पर 3Ki पर प्रतिपक्षी आभासी Kd को 4 nM कर देता है और अधिभोग 50% रह जाता है। अनेक ऊतकों में अतिरिक्त ग्राही होते हैं, जिससे आंशिक अधिभोग पर ही पूर्ण प्रतिक्रिया मिलती है।

6. द्वि-घटक तंत्र, हॉर्मोन व तंत्रिकासंचारी

जीवाणु अपने परिवेश को मुख्यतः द्वि-घटक तंत्रों से अनुभव करते हैं। एक संवेदक हिस्टिडीन काइनेज़, प्रायः झिल्ली में, उद्दीपन पहचानने पर एक संरक्षित His पर स्व-फ़ॉस्फ़ोरिलन करता है, फिर फ़ॉस्फ़ोरिल समूह को अनुक्रिया नियामक, जो प्रायः अनुलेखन कारक होता है, के ग्राही डोमेन के संरक्षित Asp पर स्थानांतरित करता है; फ़ॉस्फ़ेटेज़ सक्रियता तंत्र को पुनः आरंभिक स्थिति में लाती है। E. coli में EnvZ–OmpR उच्च परासरणता पर बाह्य-झिल्ली पोरिन की अभिव्यक्ति को OmpF से OmpC की ओर ले जाता है, और रसायनानुचलन में CheA, CheY का फ़ॉस्फ़ोरिलन करता है, जो कशाभ-मोटर से जुड़कर कोशिका को लुढ़कवाता है। पादप संबंधित हिस्टिडीन काइनेज़ों को एथिलीन व साइटोकाइनिन ग्राहियों के रूप में प्रयोग करते हैं, पर प्राणी इस प्रकार संकेतन नहीं करते, जो इन तंत्रों को आकर्षक जीवाणुरोधी लक्ष्य बनाता है।

हॉर्मोन अपने रसायन के अनुसार कार्य करते हैं। जल-विलेय पेप्टाइड हॉर्मोन (इंसुलिन, ग्लूकागॉन) व कैटेकोलऐमीन (एपिनेफ़्रिन) सतही ग्राहियों से जुड़कर सेकंडों से मिनटों में कार्य करते हैं; वसा-विलेय स्टेरॉयड (कॉर्टिसॉल, एस्ट्राडायॉल, ऐल्डोस्टेरोन) व थायरॉइड हॉर्मोन झिल्ली पार कर केंद्रकीय ग्राहियों से जुड़ते और घंटों में अनुलेखन बदलते हैं। आइकोसैनॉयड स्थानीय रूप से (पैराक्राइन) कार्य करते हैं, और नाइट्रिक ऑक्साइड गैस है जो पड़ोसी कोशिकाओं तक विसरित होती है। अधश्चेतक व पीयूष हॉर्मोन ऋणात्मक पुनर्भरण द्वारा परिधीय ग्रंथियों को नियंत्रित करते हैं।

मुख्य तंत्रिकासंचारी
संचारी	स्रोत	ग्राही व क्रिया	संकेत की समाप्ति
ऐसीटिलकोलीन	कोलीन + ऐसीटिल-CoA	निकोटिनी (धनायन चैनल, तंत्रिका-पेशी संधि); मस्कैरिनी (GPCR)	ऐसीटिलकोलीनएस्टरेज़ द्वारा जल-अपघटन
ग्लूटामेट	अमीनो अम्ल भंडार	मुख्य उत्तेजक संचारी; AMPA व NMDA चैनल (NMDA, Ca²⁺-पारगम्य व विश्राम में Mg²⁺ से अवरुद्ध)	वाहकों द्वारा पुनर्ग्रहण
GABA	ग्लूटामेट से, PLP-निर्भर ग्लूटामेट डिकार्बोक्सिलेज़ द्वारा	मस्तिष्क का मुख्य निरोधी संचारी; GABA_A एक Cl⁻ चैनल है	पुनर्ग्रहण
ग्लाइसीन	अमीनो अम्ल भंडार	मेरुरज्जु में निरोधी Cl⁻ चैनल	पुनर्ग्रहण
डोपामीन, नॉरएपिनेफ़्रिन	टायरोसीन (टायरोसीन हाइड्रॉक्सिलेज़ दर-सीमक)	GPCR	पुनर्ग्रहण; मोनोऐमीन ऑक्सीडेज़
सेरोटोनिन	ट्रिप्टोफ़ैन	अधिकतर GPCR (5-HT3 चैनल है)	पुनर्ग्रहण, जिसे SSRI अवसादरोधी रोकते हैं

7. आयन चैनल, झिल्ली विभव व आविष

Na⁺/K⁺-ATPase भीतर K⁺ व बाहर Na⁺ को ऊँचा रखता है। विश्राम में झिल्ली मुख्यतः रिसाव चैनलों से K⁺ के लिए पारगम्य है, अतः विभव K⁺ साम्य विभव के निकट रहता है, जिसे नर्न्स्ट समीकरण देता है, E = (RT/zF) ln([X]out/[X]in), जो 37 °C पर (61.5 mV/z) log₁₀([X]out/[X]in) है। K⁺ बाहर 5 mM व भीतर 140 mM होने पर E_K = −89 mV; Na⁺ 145 व 15 mM होने पर E_Na = +61 mV। गोल्डमैन–हॉजकिन–कैट्ज़ समीकरण प्रत्येक आयन को उसकी पारगम्यता से भारित करता है: Vm = (RT/F) ln[(PK[K⁺]o + PNa[Na⁺]o + PCl[Cl⁻]i)/(PK[K⁺]i + PNa[Na⁺]i + PCl[Cl⁻]o)], जिसमें ऋणावेश के कारण Cl⁻ के पद उलटे हैं; Vm, E_K व E_Na के बीच, अधिक पारगम्य आयन के निकट रहता है।

क्रिया विभव में देहली तक विध्रुवण वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनलों को खोलता है, जिनके धनावेशित S4 हेलिक्स वोल्टता अनुभव करते हैं; Na⁺ का प्रवेश E_Na की ओर और विध्रुवण करता है (धनात्मक पुनर्भरण)। लगभग एक मिलीसेकंड में एक निष्क्रियण द्वार Na⁺ चैनलों को बंद कर देता है और धीमे वोल्टता-द्वारित K⁺ चैनल खुलते हैं, जो झिल्ली का पुनर्ध्रुवण व क्षणिक अतिध्रुवण करते हैं। निष्क्रियण दुर्दम्य अवधि लाता है और चालन को एकदिशीय रखता है; मायलिन इसे उच्छलित बनाता है। K⁺ चैनल का चयन-छन्नक (हस्ताक्षर TVGYG) K⁺ के जल-आवरण के स्थान पर मुख्य-शृंखला कार्बोनिल ऑक्सीजनों का प्रयोग करता है, जिसका लाभ छोटा Na⁺ नहीं उठा सकता, अतः चैनल तेज़ भी है और चयनात्मक भी।

चैनलों, पंपों व सिनैप्सों पर कार्य करने वाले आविष व औषधियाँ
कारक	लक्ष्य	परिणाम
टेट्रोडोटॉक्सिन (पफ़र मछली), सैक्सिटॉक्सिन (सीपी)	बाहर से वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनलों को बंद करते हैं	क्रिया विभव नहीं; पक्षाघात
टेट्राएथिलअमोनियम	वोल्टता-द्वारित K⁺ चैनल	धीमा पुनर्ध्रुवण
α-बंगारोटॉक्सिन (सर्प), क्यूरारे	निकोटिनी ऐसीटिलकोलीन ग्राही	शिथिल पक्षाघात
बोटुलिनम आविष	प्रेरक तंत्रिका-सिरों में SNARE को काटने वाला प्रोटिएज़	ऐसीटिलकोलीन मुक्त नहीं; शिथिल पक्षाघात
टिटनेस आविष	निरोधी मेरु-अंतर्न्यूरॉनों में सिनैप्टोब्रेविन काटता है	ऐंठनयुक्त पक्षाघात
स्ट्रिक्नीन	ग्लाइसीन ग्राहियों को अवरुद्ध करता है	आक्षेप
ऑर्गेनोफ़ॉस्फ़ेट (सैरिन, पैराथियॉन)	ऐसीटिलकोलीनएस्टरेज़ का सक्रिय-स्थल Ser	ऐसीटिलकोलीन संचित होता है
हैज़ा आविष	Gsα का ADP-राइबोसिलन, उसकी GTPase अवरुद्ध	cAMP ऊँचा रहता है; CFTR से Cl⁻ व जल स्राव; अतिसार
पर्टुसिस आविष	Giα का ADP-राइबोसिलन, उसका सक्रियण रुकता है	ऐडिनिलिल साइक्लेज़ का संदमन हटता है; cAMP बढ़ता है
ओउबेन, डिगॉक्सिन	Na⁺/K⁺-ATPase	कोशिकीय Na⁺ बढ़ता है, Na⁺/Ca²⁺ विनिमय धीमा होता है, हृदय अधिक बल से सिकुड़ता है
वैलिनोमाइसिन	K⁺ आयनोफ़ोर	K⁺ प्रवणता व झिल्ली विभव नष्ट करता है

मुख्य बिंदु

कोष्ठ असंगत रसायन को अलग रखते हैं: खुरदरा ER स्रावी व झिल्ली प्रोटीन, चिकना ER लिपिड बनाता है, गॉल्जी छाँटता व चिह्नित करता है, लयनकाय pH 5 पर पचाते हैं, परॉक्सीसोम H₂O₂ व अति-दीर्घ-शृंखला वसा-अम्ल सँभालते हैं, माइटोकॉन्ड्रिया ATP बनाते हैं। अवकलन अपकेंद्रण व चिह्नक एंज़ाइम (ER हेतु ग्लूकोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेटेज़) अंशों की पहचान करते हैं।
झिल्लियाँ असममित तरल द्विस्तर हैं: तेज़ पार्श्विक, धीमा अनुप्रस्थ विसरण; ऐपोप्टोसिस तक फ़ॉस्फ़ेटिडिलसेरीन भीतर; कोलेस्ट्रॉल तरलता संतुलित करता है। पार-झिल्ली हेलिक्स लगभग 20 जलविरागी अवशेष लंबे होते हैं।
ΔG = RT ln(C_in/C_out) + zFΔψ दिशा तय करता है। सुसाध्य विसरण संतृप्य पर अनुप्रवणी है; चैनल सबसे तेज़ हैं; Na⁺/K⁺-ATPase प्रति ATP 3 Na⁺ बाहर व 2 K⁺ भीतर ले जाता है; SGLT1 व अन्य सिमपोर्टर Na⁺ प्रवणता का उपयोग करते हैं।
पते के लेबल: ER हेतु SRP व Sec61 सहित संकेत अनुक्रम, ER में रोकने हेतु KDEL, लयनकाय हेतु मैनोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेट, माइटोकॉन्ड्रिया हेतु कटने वाला उभयरागी पूर्व-अनुक्रम, केंद्रक हेतु Ran-GTP सहित न कटने वाला क्षारीय NLS, परॉक्सीसोम हेतु C-सिरा SKL। E1–E2–E3 से बनी Lys48 पॉलीयूबिक्विटिन प्रोटीनों को ATP-निर्भर 26S प्रोटिएसोम तक भेजती है।
ग्राही GPCR (Gs, Gi, Gq), टायरोसीन काइनेज़, ग्वानिलिल साइक्लेज़, लिगैंड-द्वारित चैनल व केंद्रकीय ग्राही हैं; अधिभोग θ = [L]/(Kd + [L]), और प्रतिस्पर्धी प्रतिपक्षी Kd को (1 + [I]/Ki) से गुणा करता है। जीवाणु द्वि-घटक तंत्र फ़ॉस्फ़ेट को संवेदक His से नियामक Asp तक पहुँचाते हैं।
विश्राम विभव E_K के निकट रहता है (नर्न्स्ट: 37 °C पर 61.5/z × log अनुपात mV), और गोल्डमैन समीकरण आयनों को पारगम्यता से भारित करता है। वोल्टता-द्वारित Na⁺ व K⁺ चैनल क्रिया विभव बनाते हैं; टेट्रोडोटॉक्सिन, क्यूरारे, बोटुलिनम, टिटनेस, हैज़ा व पर्टुसिस आविष, ऑर्गेनोफ़ॉस्फ़ेट व ओउबेन प्रत्येक एक निश्चित चरण पर प्रहार करते हैं।

अभ्यास प्रश्न (18)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

कौन-सा कोशिकांग अति-दीर्घ-शृंखला वसा-अम्लों के ऑक्सीकरण के आरंभिक चरण करता है और अपने ऑक्सीडेज़ों द्वारा बने हाइड्रोजन परॉक्साइड को नष्ट करने हेतु कैटालेज़ रखता है?
1. परॉक्सीसोम, एकल-झिल्ली कोशिकांग जो अपने वलित एंज़ाइम आयात करता है
2. माइटोकॉन्ड्रियॉन, अधिकांश आहारी वसा-अम्लों के β-ऑक्सीकरण का मुख्य स्थल
3. लयनकाय, जो pH 5 के निकट अम्ल हाइड्रोलेज़ों से लिपिड पचाता है
4. चिकना अंतःप्रद्रव्यी जालिका, झिल्ली-लिपिड संश्लेषण का मुख्य स्थल
उत्तर देखें
उत्तर: A — परॉक्सीसोम, एकल-झिल्ली कोशिकांग जो अपने वलित एंज़ाइम आयात करता है
परॉक्सीसोम अति-दीर्घ-शृंखला वसा-अम्लों का β-ऑक्सीकरण ऐसे ऑक्सीडेज़ से आरंभ करते हैं जो इलेक्ट्रॉन सीधे O₂ को देता है और H₂O₂ बनाता है, जिसे उनका कैटालेज़ नष्ट करता है; ज़ेलवेगर संलक्षण में ये वसा-अम्ल संचित होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया अधिकांश सामान्य वसा-अम्लों का ऑक्सीकरण करते हैं पर इसके लिए कैटालेज़-आधारित H₂O₂ तंत्र नहीं रखते; लयनकाय लिपिडों का ऑक्सीकरण नहीं, जल-अपघटन करते हैं; चिकना ER लिपिड संश्लेषित करता है।
चूहे के यकृत के समांगी मिश्रण को चरणों में 1,000 g पर 10 min, 20,000 g पर 20 min व 100,000 g पर 60 min अपकेंद्रित किया जाता है और प्रत्येक चरण के बाद अवसाद एकत्र किया जाता है। ग्लूकोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेटेज़ सक्रियता किस अंश में सबसे अधिक समृद्ध होगी?
1. 1,000 g अवसाद, जिसमें केंद्रक व अटूटी कोशिकाएँ हैं
2. 20,000 g अवसाद, जिसमें माइटोकॉन्ड्रिया, लयनकाय व परॉक्सीसोम हैं
3. अंतिम ऊपरी द्रव, जिसमें घुलनशील कोशिकाद्रव्यी प्रोटीन हैं
4. 100,000 g अवसाद, जिसमें ER से बने माइक्रोसोम हैं
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उत्तर: D — 100,000 g अवसाद, जिसमें ER से बने माइक्रोसोम हैं
ग्लूकोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेटेज़ ER झिल्ली का समाकल एंज़ाइम है, शास्त्रीय माइक्रोसोमी चिह्नक, अतः यह 100,000 g पर छोटे ER पुटिकाओं के साथ नीचे बैठता है। माइटोकॉन्ड्रिया (चिह्नक सक्सिनेट डिहाइड्रोजिनेज़) 20,000 g पर बैठते हैं, और कोशिकाद्रव्य (चिह्नक लैक्टेट डिहाइड्रोजिनेज़) ऊपरी द्रव में रहता है। यकृत से ग्लूकोज़ मुक्त करने की इसकी भूमिका कुछ को इसे कोशिकाद्रव्य में रखने को प्रेरित करती है, पर इसका सक्रिय स्थल ER गुहा की ओर है।
एक बच्चे के संवर्धित तंतुकोरक अनेक भिन्न लयनकाय अम्ल हाइड्रोलेज़ माध्यम में स्रावित करते हैं, जबकि उनके लयनकाय अपचित सामग्री से भर जाते हैं। कौन-सा एक दोष इसे सबसे अच्छी तरह समझाता है?
1. लयनकाय के V-प्रकार H⁺-ATPase का अभाव, अतः गुहा अम्लीय नहीं होती और एंज़ाइम कार्य नहीं कर पाते
2. उस सिस-गॉल्जी फ़ॉस्फ़ोट्रांसफ़रेज़ का अभाव जो लयनकाय एंज़ाइमों पर मैनोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेट चिह्न आरंभ करता है
3. SRP ग्राही का अभाव, अतः लयनकाय एंज़ाइम मुक्त राइबोसोमों पर बनते हैं और कोशिकाद्रव्य में रहते हैं
4. एक लयनकाय हाइड्रोलेज़ का अभाव, अतः उसका अपना विशेष क्रियाधार लयनकायों में जमा होता है
उत्तर देखें
उत्तर: B — उस सिस-गॉल्जी फ़ॉस्फ़ोट्रांसफ़रेज़ का अभाव जो लयनकाय एंज़ाइमों पर मैनोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेट चिह्न आरंभ करता है
यह I-कोशिका रोग है। फ़ॉस्फ़ोट्रांसफ़रेज़ के बिना लयनकाय एंज़ाइमों पर मैनोज़ 6-फ़ॉस्फ़ेट नहीं लगता, ट्रांस-गॉल्जी में M6P ग्राही उन्हें नहीं पकड़ते, और वे कोशिका से बाहर जाने वाला डिफ़ॉल्ट मार्ग अपनाते हैं, अतः माध्यम में अनेक हाइड्रोलेज़ दिखते हैं और लयनकायों में उनकी कमी होती है। V-ATPase दोष में एंज़ाइम भीतर ही रहते, केवल निष्क्रिय; SRP ग्राही दोष ER में प्रवेश ही रोक देता, अतः एंज़ाइम स्रावित ही नहीं होते; टे–सैक्स जैसा एकल-एंज़ाइम दोष एक क्रियाधार को प्रभावित करता है और अनेक एंज़ाइमों को बाहर नहीं मोड़ता।
स्वस्थ कोशिका में फ़ॉस्फ़ेटिडिलसेरीन लगभग पूर्णतः प्लाज़्मा झिल्ली की कोशिकाद्रव्यी परत तक सीमित रहता है। बाहरी परत पर इसका प्रकट होना प्रायः किसका संकेत है?
1. कोशिका विभाजन की तैयारी में है और अपनी सतह पर नई झिल्ली जोड़ रही है
2. झिल्ली से कोलेस्ट्रॉल हट गया है, अतः परतें आपस में मिल गई हैं
3. कोशिका ऐपोप्टोसिस से गुज़र रही है और भक्षकाणुओं द्वारा निगली जानी चाहिए
4. किसी हॉर्मोन ने कोशिका के ग्राही टायरोसीन काइनेज़ से जुड़कर उसे सक्रिय किया है
उत्तर देखें
उत्तर: C — कोशिका ऐपोप्टोसिस से गुज़र रही है और भक्षकाणुओं द्वारा निगली जानी चाहिए
ATP-निर्भर फ़्लिपेज़ फ़ॉस्फ़ेटिडिलसेरीन को भीतरी परत में रखते हैं। ऐपोप्टोसिस में वे बंद होते और स्क्रैम्बलेज़ सक्रिय होते हैं, अतः फ़ॉस्फ़ेटिडिलसेरीन सतह पर पहुँचता है, जहाँ महाभक्षकाणु के ग्राही उसे “मुझे खाओ” संकेत के रूप में पहचानते हैं (और प्रयोगशाला में ऐनेक्सिन V उसे पकड़ता है)। कोलेस्ट्रॉल की कमी परतों को नहीं मिलाती, और न विभाजन न ग्राही-सक्रियण इस तरह संकेतित होते हैं।
प्लाज़्मा झिल्ली के पार परिवहन के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
1. लाल रक्त कोशिकाओं का GLUT1 विशिष्ट Km सहित संतृप्ति दिखाता है पर ग्लूकोज़ को उसकी सांद्रता-प्रवणता के विरुद्ध नहीं ले जा सकता
2. आंत्र का Na⁺–ग्लूकोज़ सिमपोर्टर SGLT1 ग्लूकोज़ को उपकला कोशिका में पंप करने हेतु सीधे ATP का जल-अपघटन करता है
3. Na⁺/K⁺-ATPase प्रत्येक जल-अपघटित ATP पर 3 Na⁺ बाहर व 2 K⁺ भीतर ले जाता है, अतः यह विद्युतजनक है
4. आयन चैनल वाहकों की तरह संतृप्त होते हैं और वाहकों द्वारा विलेय ले जाने से धीमी गति से आयन ले जाते हैं
उत्तर देखें
उत्तर: A — लाल रक्त कोशिकाओं का GLUT1 विशिष्ट Km सहित संतृप्ति दिखाता है पर ग्लूकोज़ को उसकी सांद्रता-प्रवणता के विरुद्ध नहीं ले जा सकता; C — Na⁺/K⁺-ATPase प्रत्येक जल-अपघटित ATP पर 3 Na⁺ बाहर व 2 K⁺ भीतर ले जाता है, अतः यह विद्युतजनक है
GLUT1 सुसाध्य विसरण का यूनिपोर्टर है: संतृप्य व विशिष्ट, पर केवल प्रवणता के अनुदिश। Na⁺/K⁺-ATPase प्रति ATP 3 Na⁺ का 2 K⁺ से विनिमय करता है, प्रति चक्र एक शुद्ध आवेश बाहर ले जाते हुए। SGLT1 द्वितीयक सक्रिय है: यह पंप द्वारा बनी Na⁺ प्रवणता का उपयोग करता है, सीधे ATP का नहीं। चैनल प्रति सेकंड 10⁷–10⁸ आयन तक ले जाते हैं, वाहकों से कहीं तेज़, क्योंकि प्रति आयन कोई संरूपणीय चक्र आवश्यक नहीं।
नए क्लोन किए गए प्लाज़्मा-झिल्ली प्रोटीन के जलविरागिता आलेख में सात शिखर हैं, प्रत्येक लगभग 20 लगातार जलविरागी अवशेषों का खंड। प्रोटीन की सबसे संभावित संरचना क्या है?
1. सतह पर लिपिड शीर्ष-समूहों से आयनिक बंधों द्वारा थामा गया परिधीय प्रोटीन
2. β-बैरल पोरिन जिसके छोटे एकांतर ध्रुवीय-अध्रुवीय रज्जुक एक छिद्र को आस्तरित करते हैं
3. घुलनशील कोशिकाद्रव्यी एंज़ाइम जिसके जलविरागी क्रोड में सात दबे खंड हैं
4. सात पार-झिल्ली α-हेलिक्सों वाला समाकल प्रोटीन, GPCR जैसा
उत्तर देखें
उत्तर: D — सात पार-झिल्ली α-हेलिक्सों वाला समाकल प्रोटीन, GPCR जैसा
α-हेलिक्स में लगभग 20 अवशेष लगभग 3 nm, जलविरागी क्रोड की मोटाई, फैलाते हैं, अतः प्रत्येक शिखर एक पार-झिल्ली हेलिक्स दर्शाता है और सात शिखर G प्रोटीन-युग्मित ग्राही जैसे सात-हेलिक्स ग्राही से मेल खाते हैं। β-बैरल रज्जुक छोटे होते हैं और उनमें ध्रुवीय व अध्रुवीय अवशेष एकांतर होते हैं, अतः वे लंबे जलविरागी शिखर नहीं देते; परिधीय प्रोटीनों व घुलनशील एंज़ाइमों में ऐसे लंबे निर्बाध जलविरागी खंड नहीं होते।
एक सामान्यतः कोशिकाद्रव्यी प्रोटीन में अभियांत्रिकी द्वारा N-सिरे पर ER संकेत अनुक्रम और C-सिरे पर Lys-Asp-Glu-Leu (KDEL) अनुक्रम जोड़ा जाता है। स्थायी अवस्था में अधिकांश प्रोटीन कहाँ मिलेगा?
1. माध्यम में स्रावित, क्योंकि ER में प्रवेश करने वाले प्रोटीन डिफ़ॉल्ट मार्ग अपनाते हैं
2. माइटोकॉन्ड्रियल आधात्री में, क्योंकि N-सिरा संकेत पूर्व-अनुक्रम का भी कार्य करता है
3. ER गुहा में, क्योंकि KDEL ग्राही गॉल्जी से भटकी प्रतियों को COPI द्वारा लौटाते हैं
4. कोशिकाद्रव्य में, क्योंकि वहाँ सामान्यतः वलित होने वाला प्रोटीन संकेत अनुक्रम प्रयोग नहीं कर सकता
उत्तर देखें
उत्तर: C — ER गुहा में, क्योंकि KDEL ग्राही गॉल्जी से भटकी प्रतियों को COPI द्वारा लौटाते हैं
संकेत अनुक्रम SRP व Sec61 के माध्यम से प्रोटीन को अनुवाद के साथ-साथ ER में भेजता है, और KDEL ER-पुनर्प्राप्ति संकेत है: सिस-गॉल्जी तक पहुँची प्रतियाँ KDEL ग्राहियों से जुड़कर COPI पुटिकाओं में लौटती हैं। KDEL के बिना प्रोटीन सचमुच डिफ़ॉल्ट रूप से स्रावित होता, जो भ्रामक उत्तर है। ER संकेत अनुक्रम जलविरागी होते हैं और उभयरागी, क्षारीय माइटोकॉन्ड्रियल पूर्व-अनुक्रमों से भिन्न हैं, और छँटाई संकेत सामान्यतः कोशिकाद्रव्यी प्रोटीनों से जोड़े जाने पर भी कार्य करते हैं।
यूबिक्विटिन–प्रोटिएसोम मार्ग के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
1. प्रोटिएसोम यूबिक्विटिनित प्रोटीनों को लयनकाय गुहा के भीतर अम्लीय pH पर अपघटित करता है
2. Lys48-जुड़ी पॉलीयूबिक्विटिन से चिह्नित प्रोटीन 26S प्रोटिएसोम द्वारा ATP-निर्भर प्रक्रिया में खोले व अपघटित किए जाते हैं
3. यूबिक्विटिन अपने N-सिरे के मेथियोनीन से लक्ष्य प्रोटीन की ऐस्पार्टेट पार्श्व-शृंखलाओं से जुड़ता है
4. E3 यूबिक्विटिन लाइगेज़ विशेष क्रियाधारों को पहचानते हैं और इस प्रकार तंत्र को विशिष्टता देते हैं
उत्तर देखें
उत्तर: B — Lys48-जुड़ी पॉलीयूबिक्विटिन से चिह्नित प्रोटीन 26S प्रोटिएसोम द्वारा ATP-निर्भर प्रक्रिया में खोले व अपघटित किए जाते हैं; D — E3 यूबिक्विटिन लाइगेज़ विशेष क्रियाधारों को पहचानते हैं और इस प्रकार तंत्र को विशिष्टता देते हैं
Lys48-जुड़ी शृंखलाएँ अपघटन संकेत हैं जिन्हें 26S प्रोटिएसोम की 19S टोपियाँ पढ़ती हैं, जो ATP से क्रियाधार को खोलकर 20S क्रोड में डालती हैं; अनेक E3 लाइगेज़, जिनमें से प्रत्येक विशेष डिग्रॉन पहचानता है, विशिष्टता देते हैं। प्रोटिएसोम कोशिकाद्रव्य व केंद्रक का कण है, लयनकाय का नहीं। यूबिक्विटिन अपने C-सिरे के ग्लाइसीन के कार्बॉक्सिल समूह से लाइसीन के ε-ऐमीनो समूहों से आइसोपेप्टाइड बंध द्वारा जुड़ता है।
केंद्रकीय स्थानीकरण संकेत वाले प्रोटीन केंद्रक में संचित होते हैं, यद्यपि केंद्रक छिद्र दोनों दिशाओं में खुले जलीय चैनल हैं। आयात को दिशात्मक क्या बनाता है?
1. Ran-GTP प्रवणता, जो केंद्रक में ऊँची है जहाँ उसका विनिमय कारक क्रोमैटिन से जुड़ा है, इम्पोर्टिनों से माल केवल भीतर छुड़वाती है
2. स्थानीकरण संकेत केंद्रक के भीतर काट दिया जाता है, अतः आयातित प्रोटीन अब निर्यात तंत्र से नहीं जुड़ सकता
3. छिद्र प्रोटीन ATP का जल-अपघटन कर प्रत्येक माल को उसकी सांद्रता-प्रवणता के विरुद्ध केंद्रीय चैनल से भीतर पंप करते हैं
4. संकेत अभिज्ञान कण कोशिकाद्रव्य में स्थानीकरण संकेत से जुड़ता है और फिर केवल छिद्र की केंद्रकीय सतह पर टिकता है
उत्तर देखें
उत्तर: A — Ran-GTP प्रवणता, जो केंद्रक में ऊँची है जहाँ उसका विनिमय कारक क्रोमैटिन से जुड़ा है, इम्पोर्टिनों से माल केवल भीतर छुड़वाती है
Ran विनिमय कारक (क्रोमैटिन पर) केंद्रकीय Ran को GTP रूप में रखता है, जबकि कोशिकाद्रव्य में Ran GTPase-सक्रियक प्रोटीन कोशिकाद्रव्यी Ran को GDP रूप में रखता है। इम्पोर्टिन कोशिकाद्रव्य में माल बाँधता है, छिद्र पार करता है, और केंद्रक में Ran-GTP जुड़ने पर उसे छोड़ देता है; इम्पोर्टिन–Ran-GTP संकुल लौटता है और कोशिकाद्रव्य में GTP जल-अपघटित होता है। GTP से चुकाई गई यही असममिति दिशा तय करती है। केंद्रकीय स्थानीकरण संकेत कटते नहीं (प्रत्येक समसूत्रण के बाद प्रोटीन पुनः आयात होते हैं), छिद्र ATP पंप नहीं है, और SRP, ER की सेवा करता है।
आविषों के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
1. हैज़ा आविष Gsα का ADP-राइबोसिलन कर उसकी GTPase अवरुद्ध करता है, अतः आंत्र कोशिकाओं में ऐडिनिलिल साइक्लेज़ सक्रिय बना रहता है
2. α-बंगारोटॉक्सिन अक्षतंतु के वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनलों को अवरुद्ध कर क्रिया विभव रोकता है
3. ओउबेन Na⁺/K⁺-ATPase को सक्रिय कर हृदय-पेशी कोशिकाओं का अतिध्रुवण करता है
4. बोटुलिनम आविष एक प्रोटिएज़ है जो SNARE प्रोटीनों को काटकर ऐसीटिलकोलीन मुक्ति रोकता है
उत्तर देखें
उत्तर: A — हैज़ा आविष Gsα का ADP-राइबोसिलन कर उसकी GTPase अवरुद्ध करता है, अतः आंत्र कोशिकाओं में ऐडिनिलिल साइक्लेज़ सक्रिय बना रहता है; D — बोटुलिनम आविष एक प्रोटिएज़ है जो SNARE प्रोटीनों को काटकर ऐसीटिलकोलीन मुक्ति रोकता है
हैज़ा आविष Gsα को उसकी GTP-बद्ध सक्रिय अवस्था में जकड़ देता है, अतः cAMP ऊँचा रहता है और CFTR, Cl⁻ व जल को आंत्र में धकेलता है; बोटुलिनम आविष प्रेरक तंत्रिका-सिरों पर SNARE काटता है, जिससे शिथिल पक्षाघात होता है। α-बंगारोटॉक्सिन निकोटिनी ऐसीटिलकोलीन ग्राही से जुड़ता है, वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनल से नहीं (वह टेट्रोडोटॉक्सिन का लक्ष्य है)। ओउबेन Na⁺/K⁺-ATPase को संदमित करता है; इससे बढ़ा कोशिकीय Na⁺, Ca²⁺ निष्कासन धीमा कर हृदय-संकुचन को प्रबल करता है।
एक जीवाणु द्वि-घटक तंत्र में संवेदक काइनेज़ उद्दीपन पहचानने पर एक संरक्षित हिस्टिडीन पर स्व-फ़ॉस्फ़ोरिलन करता है और फिर फ़ॉस्फ़ोरिल समूह को अनुक्रिया नियामक के ग्राही डोमेन के एक संरक्षित ऐस्पार्टेट पर स्थानांतरित करता है। यदि उस ऐस्पार्टेट को ऐस्पैरेजीन से बदल दिया जाए, तो क्या अपेक्षित है?
1. संवेदक अब स्व-फ़ॉस्फ़ोरिलन नहीं कर सकता, क्योंकि उसके हिस्टिडीन को उत्प्रेरक साथी के रूप में वह ऐस्पार्टेट चाहिए
2. संवेदक अब भी स्व-फ़ॉस्फ़ोरिलन करता है, पर नियामक फ़ॉस्फ़ेट ग्रहण नहीं कर सकता, अतः अनुक्रिया समाप्त हो जाती है
3. नियामक पास के किसी सेरीन पर फ़ॉस्फ़ोरिलित होता है, अतः अनुक्रिया कम दर से जारी रहती है
4. नियामक स्थायी रूप से सक्रिय हो जाता है, अतः उद्दीपन के बिना भी उसके लक्ष्य जीन अभिव्यक्त होते हैं
उत्तर देखें
उत्तर: B — संवेदक अब भी स्व-फ़ॉस्फ़ोरिलन करता है, पर नियामक फ़ॉस्फ़ेट ग्रहण नहीं कर सकता, अतः अनुक्रिया समाप्त हो जाती है
ऐस्पैरेजीन में वह कार्बॉक्सिलेट नहीं, बल्कि ऐमाइड है, जबकि ऐसिल-फ़ॉस्फ़ेट उसी कार्बॉक्सिलेट से बनता है, अतः नियामक फ़ॉस्फ़ोरिलित नहीं हो सकता और अपने लक्ष्यों को चालू नहीं कर सकता। संवेदक हिस्टिडीन का स्व-फ़ॉस्फ़ोरिलन काइनेज़ के भीतर (ATP से) होता है और नियामक पर निर्भर नहीं, अतः संवेदक भाग कार्य करता रहता है। हिस्टिडीन काइनेज़ सेरीन का फ़ॉस्फ़ोरिलन नहीं करते, और Asp→Asn परिवर्तन फ़ॉस्फ़ोरिलित अवस्था की नकल नहीं करता बल्कि उसे हटा देता है, अतः स्थायी सक्रियण अपेक्षित नहीं।
एक हॉर्मोन स्वतंत्र ग्राही स्थलों के एकल वर्ग से Kd = 3.0 nM के साथ जुड़ता है। किस मुक्त हॉर्मोन सांद्रता पर, nM में, 80% ग्राही अधिग्रहीत होंगे?
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
उत्तर देखें
उत्तर: 12
θ = [L]/(Kd + [L]) = 0.80 से [L] = 0.80Kd/0.20 = 4Kd = 4 × 3.0 = 12 nM। 0.8 × Kd (2.4 nM) लेना अधिभोग को सांद्रता से भ्रमित करना है।
एक ऐगोनिस्ट अपने ग्राही से Kd = 2.0 nM के साथ जुड़ता है, और एक प्रतिस्पर्धी प्रतिपक्षी उसी स्थल से Ki = 5.0 nM के साथ जुड़ता है। मुक्त ऐगोनिस्ट 10 nM व मुक्त प्रतिपक्षी 40 nM होने पर साम्यावस्था में कितने प्रतिशत ग्राही ऐगोनिस्ट से अधिग्रहीत होंगे? उत्तर एक दशमलव स्थान तक दें।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
उत्तर देखें
उत्तर: 35.7
प्रतिपक्षी आभासी Kd को Kd(1 + [I]/Ki) = 2.0 × (1 + 40/5.0) = 2.0 × 9 = 18 nM कर देता है। ऐगोनिस्ट अधिभोग = 10/(18 + 10) = 0.357, अर्थात 35.7%। प्रतिपक्षी के बिना यह 10/12 = 83.3% होता।
Gq-युग्मित ग्राही के माध्यम से कार्य करने वाला हॉर्मोन कुछ ही सेकंडों में कोशिकाद्रव्यी Ca²⁺ बढ़ा देता है। कौन-सा अनुक्रम इसे समझाता है?
1. Gq ऐडिनिलिल साइक्लेज़ को सक्रिय करता है, और फिर cAMP प्लाज़्मा झिल्ली के Ca²⁺ चैनल खोलता है
2. Gq फ़ॉस्फ़ोलाइपेज़ Cβ को सक्रिय करता है, और फिर डाइऐसिलग्लिसरॉल ER झिल्ली के Ca²⁺ चैनल खोलता है
3. Gq एक ग्राही टायरोसीन काइनेज़ को सक्रिय करता है, जिसके फ़ॉस्फ़ोटायरोसीन फिर बँधा Ca²⁺ मुक्त करते हैं
4. Gq फ़ॉस्फ़ोलाइपेज़ Cβ को सक्रिय करता है, और फिर IP₃ ER झिल्ली के Ca²⁺ चैनल खोलता है
उत्तर देखें
उत्तर: D — Gq फ़ॉस्फ़ोलाइपेज़ Cβ को सक्रिय करता है, और फिर IP₃ ER झिल्ली के Ca²⁺ चैनल खोलता है
Gqα फ़ॉस्फ़ोलाइपेज़ Cβ को सक्रिय करता है, जो PIP₂ को IP₃ व डाइऐसिलग्लिसरॉल में तोड़ता है। जल-विलेय IP₃, ER झिल्ली के IP₃-द्वारित Ca²⁺ चैनलों तक विसरित होता है; डाइऐसिलग्लिसरॉल झिल्ली में रहता है और Ca²⁺ के साथ प्रोटीन काइनेज़ C को सक्रिय करता है। डाइऐसिलग्लिसरॉल को चैनल खोलने वाला बताने वाला विकल्प दोनों संदेशवाहकों को अदल-बदल देता है; ऐडिनिलिल साइक्लेज़ Gs का प्रभावक है।
हॉर्मोनों व तंत्रिकासंचारियों के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
1. इंसुलिन ग्राही एक G प्रोटीन-युग्मित ग्राही है जो Gs के माध्यम से ऐडिनिलिल साइक्लेज़ को सक्रिय करता है
2. कॉर्टिसॉल जैसे स्टेरॉयड हॉर्मोन प्लाज़्मा झिल्ली पार कर अंतःकोशिकीय ग्राहियों से जुड़ते हैं जो अनुलेखन कारकों के रूप में कार्य करते हैं
3. GABA_A ग्राहियों पर कार्य करता GABA, Cl⁻ चैनल खोलता है और प्रायः पश्च-सिनैप्सी न्यूरॉन को निरुद्ध करता है
4. तंत्रिका-पेशी संधि पर ऐसीटिलकोलीन की क्रिया मुख्यतः अखंड ऐसीटिलकोलीन के तंत्रिका-सिरे में पुनर्ग्रहण से समाप्त होती है
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उत्तर: B — कॉर्टिसॉल जैसे स्टेरॉयड हॉर्मोन प्लाज़्मा झिल्ली पार कर अंतःकोशिकीय ग्राहियों से जुड़ते हैं जो अनुलेखन कारकों के रूप में कार्य करते हैं; C — GABA_A ग्राहियों पर कार्य करता GABA, Cl⁻ चैनल खोलता है और प्रायः पश्च-सिनैप्सी न्यूरॉन को निरुद्ध करता है
वसा-विलेय स्टेरॉयड DNA से जुड़ने वाले केंद्रकीय ग्राहियों के माध्यम से कार्य करते हैं, और GABA_A ग्राही लिगैंड-द्वारित Cl⁻ चैनल हैं जिनका खुलना प्रायः न्यूरॉन का अतिध्रुवण करता या उसे थाम देता है। इंसुलिन ग्राही ग्राही टायरोसीन काइनेज़ है, GPCR नहीं। ऐसीटिलकोलीन सिनैप्सी दरार में ऐसीटिलकोलीनएस्टरेज़ द्वारा जल-अपघटित होता है, और केवल कोलीन वापस ग्रहण किया जाता है; अखंड संचारी का पुनर्ग्रहण सेरोटोनिन जैसे मोनोऐमीनों को हटाने की विधि है।
37 °C (310 K) पर एक न्यूरॉन में [K⁺] बाहर 5.0 mM व भीतर 140 mM है। R = 8.314 J mol⁻¹ K⁻¹ व F = 96485 C mol⁻¹ लेकर, बाहर के सापेक्ष भीतर का K⁺ साम्य (नर्न्स्ट) विभव, mV में, क्या है? चिह्न सहित निकटतम पूर्णांक दें।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: -89
E_K = (RT/zF) ln([K⁺]out/[K⁺]in)। RT/F = 8.314 × 310/96485 = 0.02671 V = 26.71 mV; z = +1। ln(5.0/140) = ln(0.03571) = −3.332। E_K = 26.71 × (−3.332) = −89.0 mV, अतः −89। अनुपात उलटने पर +89 आता है, जो गलत चिह्न है।
एक कोशिका में [K⁺] भीतर 140 mM व बाहर 5.0 mM, तथा [Na⁺] भीतर 15 mM व बाहर 145 mM है। इसकी विश्राम पारगम्यताओं का अनुपात PK : PNa = 1 : 0.05 है, और Cl⁻ की उपेक्षा की जा सकती है। RT/F = 26.7 mV लेकर गोल्डमैन–हॉजकिन–कैट्ज़ समीकरण से, विश्राम झिल्ली विभव (बाहर के सापेक्ष भीतर), mV में, क्या है? उत्तर चिह्न सहित एक दशमलव स्थान तक दें।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: -65.2
Vm = (RT/F) ln[(PK[K⁺]o + PNa[Na⁺]o)/(PK[K⁺]i + PNa[Na⁺]i)]। अंश: 1 × 5.0 + 0.05 × 145 = 5.0 + 7.25 = 12.25। हर: 1 × 140 + 0.05 × 15 = 140.75। ln(12.25/140.75) = ln(0.08703) = −2.441। Vm = 26.7 × (−2.441) = −65.2 mV, जो E_K (−89 mV) व E_Na (+61 mV) के बीच और E_K के निकट है क्योंकि K⁺ कहीं अधिक पारगम्य है।
एक पृथक तंत्रिका पर लगाया गया टेट्रोडोटॉक्सिन कुछ मिनटों में क्रिया विभव समाप्त कर देता है पर विश्राम विभव को लगभग अपरिवर्तित छोड़ता है। उसी तंत्रिका पर लगाया गया ओउबेन आरंभ में क्रिया विभव बने रहने देता है, पर विश्राम विभव घंटों में धीरे-धीरे घटता है। कौन-सी व्याख्या दोनों प्रेक्षणों से मेल खाती है?
1. टेट्रोडोटॉक्सिन K⁺ रिसाव चैनलों को अवरुद्ध करता है, जबकि ओउबेन विश्राम विभव तय करने वाले वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनलों को
2. दोनों Na⁺/K⁺-ATPase को संदमित करते हैं, पर टेट्रोडोटॉक्सिन तेज़ कार्य करता है क्योंकि वह बहुत छोटा अणु है जो जल्दी विसरित होता है
3. टेट्रोडोटॉक्सिन उत्थान-चरण के वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनलों को अवरुद्ध करता है; ओउबेन पंप रोकता है, अतः आयन-प्रवणताएँ धीरे-धीरे घटती हैं
4. टेट्रोडोटॉक्सिन तंत्रिका-सिरे से ऐसीटिलकोलीन मुक्ति रोकता है, जबकि ओउबेन अक्षतंतु के निकोटिनी ग्राहियों को अवरुद्ध करता है
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उत्तर: C — टेट्रोडोटॉक्सिन उत्थान-चरण के वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनलों को अवरुद्ध करता है; ओउबेन पंप रोकता है, अतः आयन-प्रवणताएँ धीरे-धीरे घटती हैं
विश्राम विभव खुले चैनलों से K⁺ रिसाव व विद्यमान प्रवणताओं पर निर्भर है, वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनलों पर नहीं, जो विश्राम में बंद रहते हैं; अतः टेट्रोडोटॉक्सिन केवल पुनर्जननी उत्थान-चरण समाप्त करता है। पंप का प्रत्यक्ष विद्युतजनक योगदान छोटा है, अतः ओउबेन से उसे रोकने पर बड़े आयन-भंडार धीरे-धीरे ही घटते हैं, और विभव घंटों में गिरता है। टेट्रोडोटॉक्सिन पंप या सिनैप्सी मुक्ति पर कार्य नहीं करता, और ओउबेन चैनल-अवरोधक नहीं है।